多个燃料电池堆组合装置的制作方法

1.本技术涉及燃料电池领域，具体涉及多个燃料电池堆组合装置。


背景技术：

2.燃料电池是一种能量转化装置,它是按电化学原理,即原电池工作原理,等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子,电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路,产生电流。同时,由于本身的电化学反应以及电池的内阻,燃料电池还会产生一定的热量。电池的阴、阳两极除传导电子外,也作为氧化还原反应的催化剂。当燃料为碳氢化合物时,阳极要求有更高的催化活性。阴、阳两极通常为多孔结构,以便于反应气体的通入和产物排出。电解质起传递离子和分离燃料气、氧化气的作用。为阻挡两种气体混合导致电池内短路,电解质通常为致密结构。
3.目前燃料电池堆的需求功率会越来越大，当单个电堆无法满足输出时，可以采用双堆或者多堆并联或者串联输出，以实现大功率。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种多个燃料电池堆组合装置，可以将多个燃料电池堆多个燃料电池堆整合为一体，并且使多个氢气通道、空气通道和冷却液通道分别集成为整体，降低成本和液体阻力。
5.本技术公开了一种多个燃料电池堆组合装置，包括：
6.燃料电池组，所述燃料电池组被配置为由多个燃料电池堆垂直堆叠组成，所述燃料电池组具有正面、背面、两个侧面、上表面以及下表面；
7.共用底层端板，所述共用底层端板压靠在所述燃料电池组的正面并被配置为使所述多个燃料电池堆固定；
8.共用顶层端板，所述共用顶层端板压靠在所述燃料电池组的背面并被配置为使所述多个燃料电池堆固定；
9.第一共用配气板，所述第一共用配气板上从上至下竖直设有共用氢气进气口、共用冷却液出口以及共用空气出气口，所述第一共用配气板被配置为使所述多个燃料电池堆的多个氢气进气口、多个冷却液出口和多个空气出气口分别并联集成并与所述共用氢气进气口、共用冷却液出口以及共用空气出气口对应连接；以及
10.第二共用配气板，所述第二共用配气板上从上至下竖直设有共用空气进气口、共用冷却液进口以及共用氢气出气口所述第二共用配气板被配置为使所述多个燃料电池堆的多个空气进气口、多个冷却液进口和多个氢气出气口分别并联集成并与所述共用空气进气口、共用冷却液进口以及共用氢气出气口对应连接；
11.所述第一共用配气板和所述第二共用配气板压靠在所述共用底层端板/共用顶层端板的外表面。
12.在一个优选例中，所述燃料电池组包括电堆负极片，所述电堆负极片固定于所述燃料电池组的正面。
13.在一个优选例中，所述燃料电池组包括电堆正极片，所述电堆正极片固定于所述燃料电池组的背面。
14.在一个优选例中，所述燃料电池组包括铜排，所述铜排将所述多个燃料电池堆的正负极串联或者并联。
15.在一个优选例中，所述燃料电池组包括电堆绑带，所述电堆绑带被配置为固定所述多个燃料电池堆中的单电池片成一体。
16.在一个优选例中，所述共用底层端板和所述共用顶层端板上设有缝隙，所述缝隙被配置为使电堆绑带穿过所述共用底层端板和所述共用顶层端板。
17.在一个优选例中，所述燃料电池堆的数量为2个至10个。
18.在一个优选例中，所述共用氢气进气口和所述共用氢气出气口的直径为15mm至30mm。
19.在一个优选例中，所述共用空气进气口和所述共用空气出气口的直径为40mm至70mm。
20.在一个优选例中，所述共用冷却液进口和所述共用冷却液出口的直径为30mm至60mm。
21.本技术实施方式中，多个燃料电池堆均共用顶层和底层端板，结构紧凑，集成度高。
22.进一步地，由于多个燃料电池的氢气进、出气口均并联为1个，利于系统的集成以及系统管路的简单化。
23.进一步地，由于多个燃料电池的空气进、出气口并连为1个，对于一套系统，可以只使用一个空压机进行供气，成本将极大的降低；
24.进一步地，由于多个燃料电池的冷却液进、出口采用并联的方式，冷却水泵可以只使用一个，而且水阻将极大的降低。
25.本技术的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本技术所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本技术上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a b c，在另一个例子中公开了特征a b d e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a b c d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a b c e的方案应当视为已经被记载。
附图说明
26.图1是根据本技术的一个实施方式的结构示意图。
27.图2是根据本技术的一个实施方式的通道分配结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1-共用氢气出气口；2-共用冷却液进口；3-共用空气进气口；4-第二共用配气板；5-共用底层端板；6-共用顶层端板；7-电堆正极片；8-电堆绑带；9-a号电池堆；10-b号电池堆；11-第一共用配气板；12-共用氢气进气口；13-共用空气出气口；14-共用冷却液出口；15-电堆负极片；16-铜排
具体实施方式
30.在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。
31.以下结合具体实施例和附图对本实用新型的具体实现进行详细描述：
32.如图1所示，多个燃料电池堆组合装置包括：燃料电池组、共用底层端板5、共用顶层端板6、第一共用配气板11以及第二共用配气板4。
33.燃料电池组被配置为由多个燃料电池堆垂直堆叠组成，本实施例中示出了a号电池堆9和b号电池堆10垂直堆叠组成的燃料电池组，可选地，燃料电池堆的数量为2个至10个。燃料电池组具有正面、背面、两个侧面、上表面以及下表面。共用底层端板5压靠在燃料电池组的正面并被配置为使多个燃料电池堆固定。共用顶层端板6压靠在燃料电池组的背面并被配置为使多个燃料电池堆固定。
34.第一共用配气板11上从上至下竖直设有共用氢气进气口12、共用冷却液出口14以及共用空气出气口13，第一共用配气板11被配置为使多个燃料电池堆的多个氢气进气口、多个冷却液出口和多个空气出气口分别并联集成并与共用氢气进气口12、共用冷却液出口14以及共用空气出气口13对应连接。第二共用配气板4上从上至下竖直设有共用空气进气口3、共用冷却液进口2以及共用氢气出气口1，第二共用配气板4被配置为使多个燃料电池堆的多个空气进气口、多个冷却液进口和多个氢气出气口分别并联集成并与共用空气进气口3、共用冷却液进口2以及共用氢气出气口1对应连接。
35.第一共用配气板11和第二共用配气板4压靠在共用底层端板5/共用顶层端板6的外表面。
36.可选地，燃料电池组包括电堆负极片15，电堆负极片15固定于燃料电池组的正面。可选地，燃料电池组包括电堆正极片7，电堆正极片7固定于燃料电池组的背面。可选地，燃料电池组包括电堆绑带8，电堆绑带8被配置为固定多个燃料电池堆中的单电池片成一体。可选地，共用底层端板5和共用顶层端板6上设有缝隙，缝隙被配置为使电堆绑带8穿过共用底层端板5和共用顶层端板6。可选地，燃料电池组包括铜排16，铜排16将多个燃料电池堆的正负极串联或者并联。
37.可选地，共用氢气进气口12和共用氢气出气口1的直径为15mm至30mm，优选地为25mm。可选地，共用空气进气口3和共用空气出气口13的直径为40mm至70mm，优选地为57mm。可选地，共用冷却液进口2和共用冷却液出口14的直径为30mm至60mm，优选地为50mm。
38.可选地，多个燃料电池堆的正负极输出可以采用串联的方式，输出电压可以翻倍，电堆正极片7和电堆负极片15可以直接接入一个直流变换器后输出，节省了一个直流变换
器的成本。
39.可选地，多个燃料电池堆的正负极输出可以采用并联的方式，多个燃料电池堆的输出电压不变，电流翻倍。
40.图2所示为多个燃料电池堆的多个氢气进/出气口、多个冷却液进/出口和多个空气进/出气口并联的方式，如有更多的燃料电池堆只需在下方或上方进行相同的并联操作，同时对应地增加共用底层端板5、共用顶层端板6、第一共用配气板11、第二共用配气板4、电堆正极片7以及电堆负极片15的长度与增加的燃料电池堆的高度匹配即可。
41.需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。
42.在本技术提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本技术的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本技术的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所要求保护的范围。